在塑料力学性能测试中，屈服强度是衡量材料抵抗塑性变形能力的关键指标，而应力发白现象则是部分塑料在屈服过程中呈现的直观光学变化。明确两者的关系，不仅能帮助测试人员更准确判定屈服点，还能深化对塑料屈服机制的理解。本文结合测试实践与材料科学原理，探讨塑料屈服强度测试中应力发白与屈服点的关联及影响因素。
塑料屈服点与屈服强度的基本概念
在塑料拉伸测试中，应力-应变曲线是分析材料力学行为的核心依据。当材料从弹性变形阶段进入塑性变形阶段时，应力-应变曲线会出现一个明显的转折点，即屈服点。对于多数塑料而言，屈服点通常表现为“双峰”特征——先出现一个上屈服点（应力峰值），随后下降至一个稳定的下屈服点，下屈服点因受试样缺陷影响较小，常作为屈服强度的判定依据。
屈服强度的物理意义是材料开始发生塑性变形时的最小应力值，它直接反映了塑料抵抗永久变形的能力。例如，聚丙烯（PP）的屈服强度约为20-30MPa，而丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）的屈服强度约为40-50MPa，这意味着ABS在承受更大应力时才会发生塑性变形。
塑料的屈服行为具有明显的速率依赖性和温度依赖性：高速拉伸时，材料的应变率硬化效应明显，屈服点应力升高；低温环境下，分子链刚性增强，屈服强度也会上升。这些特性为理解应力发白与屈服点的关系提供了基础。
此外，屈服点的判定需结合曲线形态与材料实际变形：对于颈缩明显的塑料（如PP），屈服点对应颈缩的起始；对于无明显颈缩的塑料（如硬PVC），屈服点则对应应力-应变曲线的拐点。这些变形特征与应力发白的关联，是后续分析的关键。
应力发白现象的定义与成因
应力发白是塑料受载后局部出现的白色不透明区域，其本质是材料内部形成了“银纹”（craze）结构。银纹由大量微空洞（直径约10-100nm）和连接空洞的取向分子 fibrils 组成，这些微空洞会对可见光产生强烈散射，导致材料从透明或半透明变为白色。
银纹的形成源于聚合物分子链的分离：当应力达到一定水平时，非结晶区的分子链间范德华力被破坏，链段发生横向分离，形成微空洞；同时，平行于拉伸方向的分子链会被拉长并取向，形成连接空洞的 fibrils。这种结构既保留了材料的部分强度（未完全断裂），又改变了光学性能。
需区分银纹与裂纹：银纹内部有 fibrils 连接，仍具有一定承载能力；而裂纹是分子链完全断裂的结果，会导致材料失效。因此，应力发白是塑料屈服过程中的可逆或半可逆变化——若卸载后应力低于银纹的临界破坏应力，部分银纹可自行消失。
应力发白与屈服点的时序关联
对于非结晶型塑料（如PS、ABS），应力发白与屈服点的关联极为紧密。这类材料的屈服过程以银纹形成与分子链塑性流动为主，当应力达到屈服点时，分子链分离形成的银纹刚好达到可观测的尺度，因此发白现象与屈服点几乎同步。
以ABS为例，拉伸测试中当应力达到下屈服点（约45MPa）时，试样标距段两侧会先出现平行于拉伸方向的白色条纹，随后扩展至整个标距段。这一过程与应力-应变曲线中屈服点的出现完全同步，说明银纹形成的应力门槛刚好对应屈服点的应力值。
部分脆性非结晶塑料（如PS）的应力发白会先于屈服点峰值。PS的分子链刚性大，银纹形成的应力门槛（约48MPa）略低于上屈服点峰值（约50MPa），因此测试中PS试样表面会在应力达到峰值前出现细微白点，随后才会出现屈服峰。
需注意的是，这种同步性仅适用于均匀变形阶段：当材料进入颈缩扩展期，应力会保持稳定，但应力发白会持续加剧，此时的发白已不再对应屈服点，而是塑性变形的进一步发展。
结晶型与非结晶型塑料的差异表现
塑料的结晶度直接影响应力发白与屈服点的关系。非结晶型塑料（如PS、ABS）无有序结晶区，屈服依赖银纹与分子链流动，因此应力发白与屈服点同步；结晶型塑料（如PP、HDPE）则以结晶区变形（晶粒滑移、取向）为主，银纹形成滞后。
以PP为例，拉伸时当应力达到下屈服点（约25MPa），试样先出现颈缩（屈服起始），但表面无明显发白；当颈缩扩展至整个标距段（应力保持稳定），非结晶区的分子链被充分拉伸，才会形成银纹并出现淡白色条纹。这种滞后源于结晶区的变形优先于银纹形成。
半结晶型塑料（如PET）的表现介于两者之间：当结晶度较低（<30%）时，非结晶区比例大，应力发白与屈服点同步；当结晶度较高（>50%）时，结晶区主导变形，发白现象滞后。
测试条件对两者关系的影响
拉伸速率会改变应力发白与屈服点的时序。高速拉伸（如500mm/min）时，分子链来不及松弛，应变率硬化效应使屈服点应力升高，同时银纹更容易形成（分子链分离速度加快），因此应力发白会更早出现。
温度的影响同样显著。低温环境（如-20℃）下，塑料的Tg升高，分子链刚性增强，银纹形成的应力门槛降低。例如，PS在25℃时发白与屈服同步，但在-20℃时，发白会提前2-3MPa出现，导致时序偏移。
试样厚度也会影响关联度。厚试样（如4mm）的应力分布不均匀，边缘高应力区会先形成银纹，导致发白提前，但此时整体应力未达屈服点。因此测试中通常选择2mm厚的均匀试样，以保证应力分布均匀。
测试中应力发白的观察与屈服点判定
准确观察应力发白需结合高速相机与应力-应变曲线同步记录。高速相机可捕捉试样表面的细微变化，对应曲线中的关键点（如上/下屈服点），避免肉眼观察的滞后。
需区分“均匀发白”与“局部发白”：均匀发白是材料整体屈服的表现，对应真实屈服点；局部发白多由试样缺陷（如划痕、杂质）导致，不能作为判定依据。例如，ABS试样若仅边缘出现白点，可能是模具残留痕迹引起，需忽略。
对于非结晶型塑料（如ABS），当标距段出现均匀白色条纹时，对应曲线的下屈服点，此时记录的应力值最准确；对于结晶型塑料（如PP），则需以颈缩起始作为屈服点，应力发白仅作为辅助参考。
常见塑料的实例分析
ABS（非结晶型）：屈服点对应明显的均匀发白，测试中可通过观察发白区域的扩展判定下屈服点，结果稳定可靠。
PP（结晶型）：屈服时先颈缩，发白滞后于屈服点，因此屈服点需以曲线下屈服点为准，发白仅作为塑性变形的辅助标识。
PS（脆性非结晶型）：发白先于屈服峰，测试中需结合发白与屈服峰的时序，取两者的中间值作为屈服强度（或直接取下屈服点）。